第9讲-主板概述-计算机硬件维修-教学课件.ppt

1、 主板是计算机系统中最大的一块电路板，是整个计算机的中枢，所有部件及外设都是通过它与处理器连接在一起，并进行通信，然后由处理器发出相应的操作指令，执行相应的操作，所以主板是把CPU、存储器、输入输出设备连接起来的纽带。主板的英文名字叫做“Mainboard”或“Motherboard”，简称MB。主板上布满了各种电子元件、插槽、接口等。它为CPU、内存和各种功能(声、图、通信、网络、TV、SCSI等)卡提供安装插座(槽)；为各种磁、光存储设备、打印和扫描等IO设备以及数码相机、摄像头、调制解调器等多媒体和通信设备提供接口。计算机在正常运行时对系统内存、存储设备和其他IO设备的操控都必须通过主板

2、来完成，因此计算机的整体运行速度和稳定性在相当程度上取决于主板的性能，如图11所示是计算机主板。图1-1计算机主板11 主板维修技术学习三步曲 主板维修技术是一门比较复杂的技术，要想学好主板维修技术，必须打好扎实的基础、掌握各个电路的工作原理、与实践结合才能掌握维修技能。总体来说，掌握主板维修技术可以按照下列步骤进行学习：1入门 第1步：认识主板，掌握主板的结构、特点、性能参数等。第2步：掌握维修主板的常用工具的功能、用法等。第3步：掌握主板上的各种元器件的功能、标注、参数、形状、好坏测试方法。如电容、电阻、芯片、二极管、三极管、门电路、重要芯片等。2修炼 第1步：掌握主板开机电路的组成、工作

3、原理、作用、故障诊断流程和维修技巧及看电路板的技巧。第2步：掌握主板重要电路的组成、作用、工作原理和基本故障检测方法。第3步：掌握主板各个电路的元器件实物，找到各个电路的基本元器件和走线特点。第4步：掌握主板重要电路模块，在主板中的实际走线规则，并熟练掌握。3实战 掌握主板维修的方法、故障诊断流程、各个厂家主板电路的特点，通过维修大量的故障主板，积累丰富的维修经验。12主板的分类 主板的分类方法有很多种，主要包括以CPU的类型区分，以主板的结构区分，以使用的芯片组区分等，这里主要讲解以CPU类型和主板结构分类。121 按CPU插座分类 现在随着CPU的发展需要，每种类型的CPU的插座也不一样，

4、具体按CPU的插座类型可分为如下几种。1Slot型主板 Slot是插槽的意思，即CPU插座为插槽的结构。这种插卡结构主要在Pentium II和早期的Pentium和AMD的部分K6 CPU中使用。CPU卡一面作为CPU主体及散热片，另一面作为CPU的二级缓存，现在已经淘汰不用，如图12所示为Slot插槽及CPU。图12 Slot插槽(左)和Slot接口CPU(右)2Socket型主板 Socket型主板即主板CPU插座采用插座形式，如图13所示，此类型主板为现在的主流主板。Socket型主板又分为多种，主要有：Socket 7型、Super 7型、Socket 370型、Socket 423

5、型、Socket 478型、Socket 462(A)型、LGA775型、Socket 754型、Socket 939型、Socket940型、SocketM2型等。122按结构分类 按主板的结构划分，可分为AT主板、ATX和MicroATX主板以及NLX主板三大类。1AT主板 AT是一种主板的尺寸大小和结构规范，主板尺寸一般为1312，该主板的特征是串口和打印口等需要用电缆连接后安装在机箱后框上，AT主板现在已被淘汰。2ATX和Micro ATX主板 ATX和Micro ATX主板是Intel制定的主板标准。ATX是AT Extend的缩写。ATX主板的尺寸为1296，ATX主板相对AT主板

6、改进的主要方面是主板上各元件的相对位置，ATX主板将AT主板上的组件旋转了90，并将串、并口和鼠标接口等直接设计在主板上，取消了连接电缆，使串、并、键盘等接口集中在一起，对机箱工艺有一定要求，主板布局更加合理，如图14所示为ATX主板。MicroATX主板与ATX基本相同，只是主板的扩展槽和内存插槽减少，整个主板尺寸也减少很多，Micro ATX主板的尺寸为969 6 (244mmx244mm)。3NLX主板 NLX是Now Low Profile Extension的缩写，意思为新型小尺寸扩展结构，这是进口品牌机经常使用的主板。NLX主板将所有的IO接口、板卡和电源连接线全部集成在一块扩展卡

7、上，此卡上有PCI等扩展槽、软硬盘接口，使用时只要将此卡插在主板上即可，这样可以将机箱尺寸做得比较小，同时使主板的拆装变得非常简单。NLX主板主要应用在品牌原装机上。13主板的结构及主要元器件 目前ATX型主板的结构组成基本相似。主板上的元器件主要有：CPU插座，内存插槽，总线扩展槽，芯片组，软、硬盘接口，外设接口，电源接口，CMOS电池，BIOS芯片等，如图15所示。图15主板组成 131 CPU插座 CPU插座是主板上最重要的插座，一般位于主板的右侧，它的上面布满了一个个的“针孔”或“触角”，而且边上还有一个固定CPU的拉杆。CPU插座的接口方式一般与CPU对应，目前主流的CPU插座主要有

8、Intel公司的LGA775插座(如图1-6所示)，和AMD公司的闪龙、Athlon 64等CPU用的Socket 754插座、Socket 939插座(如图l一7所示)。图1-6 LGA 775插座 图l-7 Socket 939插座 132内存插槽 内存插槽是用来安装内存条的，它是主板上必不可少的插槽，一般主板中都有两到三个内存条插槽可以在升级时使用。目前的主流内存主要是DDR和DDR-2两种，这两种内存条的针脚、工作电压、性能都不相同，所以与之配套的内存插槽也不尽相同。如图18所示为双通道内存插槽。图18双通道内存插槽 133总线扩展槽 总线扩展槽是用于扩展计算机功能的插槽，一般主板都有

9、l8个扩展槽。扩展槽是总线的延伸，在它上面可以插入任意的标准选件，如显卡、声卡、网卡等。主板中的总线扩展槽主要有：ISA、PCI、APG、PCI Express(PCI-E)、AMR、CNR、ACR等。1ISA总线扩展槽 ISA(Industry Standard Architecture，工业标准体系结构)总线是早期的系统总线，现在的主板已经没有此扩展槽，ISA扩展槽一般为黑色，如图19所示。图19 ISA插槽 2PCI总线扩展槽 PCI(Peripheral Component Interconnection)是外设部件互连总线，它是Intel公司开发的一套局部总线系统，它支持32位或64

10、位的总线宽度，频率通常是33MHz。目前最快的PCI 20总线速度是66MHz，带宽可以达到133266Mbps。PCI扩展槽一般为白色。3AGP总线扩展槽 AGP(Accelerated Graphic Port)是加速图形接口，它实际上不是一个真正意义上的总线，只能用于显卡。AGP总线使用66MHz总线频率，带宽可达26653310662132Mbps，如图110所示。图110 AGP插槽 AGP标准分为AGPlXAGP2X、AGP4X、AGP8X等，表11中给出了每个标准的参数对比。表11 AGP标准参数AGP标准AGP1.0AGP1.0AGP2.0AGP3.0接口速率AGP1XAGP2

11、XAGP4XAGP8X工作频率66MHz66MHz66MHz66MHz传输带宽266Mbps533Mbps1066Mbps2132Mbps工作电压3.3V3.3V1.5V1.5V单信号触发次数1244数据传输位宽32bit32bit32bit32bit触发信号频率66MHz66MHz133MHz133MHz 4PCI-E总线扩展槽 PCI-E是最新的总线和接口标准，是由Intel公司提出的接口标准，目前主要应用在显卡的接口上。PCI-E的传输速度可以达到25Gbps，PCI-E的规格主要有PCI-E 1、PCI-E 16、PCI-E 32等，如图111所示。图111 PCl-E插槽 134 B

12、lOS芯片 BIOS(Basic Input Output System)是基本输入输出系统，是为计算机中的硬件提供服务的。BIOS属于只读存储器，它包含了系统启动程序、系统启动时必须的硬件设备的驱动程序、基本的硬件接口设备驱动程序。目前主板中的BIOS芯片主要由Award和AMI两个公司提供。目前BIOS芯片的封装形式主要采用PLCC(塑料有引线芯片)封装形式，采用这种形式封装的芯片非常小巧，从外观上看它大致呈正方形。这种小型的封装形式可以减少占用的主板空间，从而提高主板的集成度，缩小主板的尺寸，如图112所示。图112 PLCC封装的BIOS 135芯片组 芯片组是主板的灵魂与核心，芯片组

13、性能的优劣，决定了主板性能的好坏与级别的高低。芯片组一般由两个大的芯片组成，这两个芯片就是人们常说的南桥和北桥，如图113所示。“南桥、北桥”得名于芯片在主板上的位置，北桥芯片位于CPU插座与AGP插槽的中间，其芯片体型较大，由于其工作强度高，发热量较大，因此一般在该芯片的上面覆盖一个散热片或者散热风扇。南桥芯片一般位于主板的下方、PCI插槽的附近。北桥芯片主要负责联系CPU和控制内存，它提供对CPU类型、主频、内存类型及容量、PCI、AGP插槽等硬件设备的支持。北桥芯片坏了以后的现象多为不亮，有时亮后也不断死机。图113芯片组 南桥主要负责支持键盘控制器、USB接口、实时时钟控制器、数据传递

14、方式和高级电源管理，南桥芯片损坏后的现象也多为不亮，某些外围设备不能用，比如IDE口、FDD口等不能用，也可能是南桥坏了。因为南北桥芯片比较贵，焊接又比较特殊，取下它们需要专门的BGA仪，所以一般的维修点无法修复南北桥，而一般落伍的主板也没有必要维修。目前常见的芯片组厂商有Intel公司、VIA(威盛)公司、AMD公司、ALI(扬智)公司、SIS(矽统)、nVIDIA公司、ArI公司，其中Intel公司和VIA(威盛)公司处在芯片组厂商中的前列，nVIDIA公司为后来者居上。各个公司主要芯片组产品如表1-2所示。表1-2主要芯片组产品支持Intel公司平台的产品支持AMD公司平台的产品Inte

15、l公司芯片组865系列：主要有82865P/84865G/82865PE/82865GV/82848P，除82865P之外都支持800MHzFSB，DDR400（82865P只支持533MHzFSB，DDR333），除82848P之外都支持双通道内存以及最大4GB内存容量（82848P只支持单通道最大2GB内存），除82865GV之外都支持AGP8X规范875系列：82875P北桥，支持800MHzFSB，4 GB双通道DDR400以及PAT功能915系列：主要有i915Pi915Gi915GVi915GLi925P945系列：i955Xi945Gi945GZi945Pi945PLi946GZ

16、i946PL965系列：G965P965Q965Q963975系列：i975XVIA公司芯片组主要有比较新的PT800PT880PT890PM800PM880PM890以及较早期的P4X400P4x333P4X266P4x266AP4x266EP4M266等等支持K7系列(AthlonDuronAthlon xP)的有：KT880依T600KT400A支持K8系列(OpteronAthlon 64Athlon 64 FX)的有：K8T800K8T890K8M800K8M890SIS公司芯片组主要产品有：SIS648SIS648FxSIS655SIS655FXSIS655TxSIS656SIS6

17、62以及整合了图形核心的SIS661FX支持K7系列CPU的主要 有：SIS748SIS746SIS746FXSIS745SIS741SIS741GXSIS740SIS735支持K8系列CPU的主要有：SIS755SIS755FXSIS756SIS760SIS761ATI公司芯片组主要产品有：Radeon 9100 IGP北桥芯片，这是目前Intel平台图形性能最强劲的整合芯片组北桥芯片。另外，还有目前最高端的RS350、RS400和RL400nVIDIA公司芯片组支持K7系列CPU的主要有：nForce2 IGPSPP，nForce2 Ultra 400，nForce2 400支持K8系列C

18、PU的主要有：nForce4、nForce3 150nForce3 250Crush 3G10Crush K8G3等ALI公司芯片组目前产品不多，比较新的有M1681和M1683支持K8系列CPU的有M1687和M1689 136软硬盘接口 主板中用来接硬盘的接口主要有IDE接口、Serial ArA接口、USB接口、SCSI接口、Fibre Channel接口和IEEE 1394接口等几类。现在用的最多的应该是IDE接口和SerialArA接口及USB接口。1IDE接口 IDE(Integrated Drive Electronics)是电子集成驱动器的简称，它的本意是指把“硬盘控制器”与“

19、盘体”集成在一起的硬盘驱动器。IDE接口是目前硬盘应用较多的一种接口，一般主板上都有两个IDE接口，通常主板中标注为IDEl和IDE2，IDE接口用于连接IDE设备，主要是硬盘和光驱，此接口有40根针，如图114所示。IDEl和IDE2接口有主从之分，如果在两个接口上分别接一个硬盘，那么接在IDE1口上的硬盘为主盘，接在IDE2口上的硬盘为从盘，一般计算机启动都是从主盘系统启动。如果在一个IDE口上接两个硬盘，必须用硬盘跳线设置一个硬盘为主盘，另一个为从盘，这样才能正常。图1-14 IDE接口 2Serial ATA接口 Serial ATA即串行ATA，它是目前硬盘中采用的一种新型的接口类型

20、。Serial ATA接口主要采用连续串行的方式传送资料，这样在同一时间点内只会有I位数据传输，此做法能减小接口的针脚数目，用四个针脚就完成了所有的工作(第1针脚发出、第2针脚接收、第3针脚供电、第4针脚地线)，如图115所示为Serial ATA数据线及接口。(a)SerialATA数据线 (b)Serial ATA接口图115 Serial ATA数据线及接口 3USB接口 USB(Universal Serial Bus)接口，即通用串行总线接口，它是一种性能非常好的接口。它可以连接127个USB设备，传输率可达12Mbps，USB 20标准可以达到480Mbps，USB不需要单独的供电

21、系统，而且还支持热插拔，不再需要麻烦地开、关机，设备的人工切换因此变得省时省力。目前被普遍应用于各种设备，如硬盘、调制解调器、打印机、扫描仪、数码相机等，主板中一般有48个USB接口，如图116所示。图l16 USB接口 4IEEE 1394接口 IEEE 1394接口是一种高速串行总线，传输速率可以达到400Mbps，利用IEEE 1394技术可以轻易地把计算机和如摄像机、高速硬盘、音响设备等多种多媒体设备连接。IEEE1394接口支持多于63个设备，实时数据传输(Real-Time Data Transfer)、支持热插拔，驱动程序安装简易、数据传输速度快。新版的IEEE 1394b标准传

22、输速度可以达到800Mbps。如图117所示为IEEE 1394接口。图117主板接口 13.7 电源与外设接口 1电源接口 目前主板电源接口插座主要采用ATX电源接口，ATX电源接口为2排20根插针，主要提供5V、12V、33V电压，支持软件关机功能，如图1-18所示。现在P4主板上的电源插座一般为三个，提供强大的功率。图118电源插座接口 2外设接口 ATX主板一般将接口集成在主板上，包括PS2键盘口、PS2鼠标口、并口、串口、USB口等，如图119所示。图119外设接口 如果把计算机系统比喻成人体，CPU当之无愧就是人的大脑，而时钟芯片就是人的心脏。如果心脏停止跳动，人的生命也将终结。时

23、钟芯片也一样，通过时钟芯片给主板上的芯片提供时钟，这些芯片才能够正常地工作，如果缺少时钟信号，主板将陷入瘫痪之中。时钟芯片需要与14318kHz的晶振连接在一起，为主板上的其他部件提供时钟信号，时钟芯片位于AGP槽的附近。放在这里也是很有讲究的，因为时钟给CPU、北桥、内存等的时钟信号线要等长，所以这个位置比较合适。时钟芯片的作用也非常重要，它能够给整个计算机系统提供不同的频率，使得每个芯片都能够正常地工作。没有这个频率，很多芯片可能都要罢工了。现在很多主板都具有线性超频的功能，其实这个功能就是由时钟芯片提供的，如图120所示为时钟芯片。图1-20主板系统时钟芯片(右)和14318kHz晶振(

24、左)时钟芯片常见的型号有：(1)ICS系列：950213AF、93725AF、950228BF、952607EF等。(2)其他系列：W211BH、W83194BR、RTM560、RTM360等。139 IO芯片 IO是英文InputOutput的缩写，意思是输入与输出。IO芯片的功能主要是为用户提供一系列输入、输出的接口，如鼠标键盘接口(PS2接口)、串口(COM口)、并口、USB接口、软驱口等都统一由IO芯片控制。部分IO芯片还能提供系统温度检测功能，我们在BIOS中看到的系统温度最原始的来源就是这里提供的。IO芯片个头比较大，能够清楚地辨别出来，如图l一21所示，它一般位于主板的边缘地带，

25、目前流行的IO芯片有ITE的8712和Winbond的83627等等。常见IO芯片的型号有：(1)Winbond公司的W83627HF、W83697HF、W83877HF、W83977HF等。(2)ITE公司的IT8702F、IT8705F、IT8711F、IT8712F等。(3)SMSC公司的LPC47M172、LPC478272等。图121 IO芯片 1310电源管理芯片 电源管理芯片的功能是根据电路中反馈的信息，在内部进行调整后，输出各路供电或控制电压，主要负责识别CPU供电幅值，如图122所示为电源管理芯片。电源管理芯片常见型号主要有：(1)HIP系列的HIP6004B、HIP6016

26、、HIP6018B、HIP6020、HIP6021等。(2)RT系列的RT9227、RT9237、RT9238、RT9241等。(3)SC系列的SC1164、SC2643、SC1189等。(4)其他系列的RC5051、RC5057、ADP3168、ADP3418、LM2637、LM2638等。图122电源管理芯片 1311 其他芯片 1串口芯片 串口芯片主要负责COM口的使用，串口芯片有20脚和48脚两种，一般位于主板串口附近，如图1-23所示为串口芯片。串口常见型号主要有：GD75232、ST75185C、HT6571、IT8687R等。图1-23串口芯片 2音效芯片 音效芯片是主板集成声卡

27、时的一个声音处理芯片，音效芯片是一个方方正正的芯片，四周都有引脚，一般位于第一根PCI插槽附近，靠近主板边缘的位置，在它的周围，整整齐齐地排列着电阻和电容，所以能够比较容易辨认出来，如图124所示。目前的音效芯片公司主要有：Realtek、VIA和CMI等等，因为它们都支持AC97规格，统一都可以被称为AC97声卡，但不同公司的声卡会有不同的驱动。集成声卡除了有两声道、四声道外，还有六声道和八声道，不过要到系统中设置一下才能够正常使用。音效芯片常见型号有：ALC650、ALC850、CMI7838、VIA1616等。图124音效芯片 3网卡芯片 网卡芯片是主板集成网络功能时用来处理网络数据的芯

28、片，一般位于音频接口或LJSB接口附近，如图125所示。网卡芯片常见型号有：RTL8100、RTL8101、RTL820l、VT6103等。图125网卡芯片 4S-ATA硬盘接口芯片 S-ATA硬盘接口芯片主要是处理主板与S-ATA接口硬盘的数据传输，此芯片一般位于主板S-ATA接口附近，如图126所示。图126 S-ATA硬盘接口芯片 15主板电路组成 计算机主板主要由三类构件组成：电路元器件(包括集成电路、电阻、电容等)、各种插槽插座接口和多层电路板。另外，主板的电路又由软开机电路、供电电路、时钟电路、复位电路、BIOS和CMOS电路和接口电路等组成。151主板开机电路 主板开机电路主要是

29、控制计算机的开启与关闭，主板开机电路以南桥或IO芯片内部的电源管理控制器为核心，结合开机键及外围门电路触发器来控制电路的触发信号，再由南桥或IO芯片向末级执行三极管(t04)发出控制信号，使三极管导通，ATX电源向主板及其他负载供电。152主板供电电路 主板供电电路的最终目的就是在负载(如CPU)电源输入端达到负载对电压和电流的要求，满足正常工作的需要。主板供电电路主要包括CPU供电电路、芯片组供电电路、内存供电电路三种，如图128所示为CPU供电电路。图128 CPU供电电路 153主板时钟电路 主板时钟电路是提供给CPU、主板芯片组和各级总线(CPU总线、AGP总线、PCI总线、ISA总线

30、等)和主板各个接口部分的基本工作频率，有了它，计算机才能在CPU控制下，按步就班，协调地完成各项功能工作。154主板复位电路 主板复位的主要目的是使主板及其他部件进入初始化状态，对主板进行复位的过程就是对主板及其他部件进行初始化的过程。它是在供电、时钟正常时才开始工作的。155 主板BlOS和CMOS电路 CMOS电路集成在南桥内部，CMOS存储器主要存储硬件的相关信息，CMOS电路给CMOS存储器提供待机电压，使CMOS存储器一直保持工作状态，可随时参与唤醒任务。156主板接口电路 主板接口电路主要包括键盘鼠标接口电路、串口并口电路、USB接口电路、软驱硬盘接口电路等，它们分别为自己的连接设备提供服务。